变压器运行中的异常现象与故障处理

齐剑飞

摘要：变压器作为电力系统中重要的电能转换装置，在供电系统中占有重要地位。变压器作为变电站中工作时间最长的设备，在运行过程中会出现很多异常状况和故障，这些故障将直接影响到电网运行的安全性和可靠性。文章对220kV变压器运行过程中出现的异常现象进行了分析，并针对相关故障提出了应采取的处理措施。

关键词：变压器；异常现象；故障处理；电力系统；变电站；电力设备 文献标识码：A

中图分类号：TM407 文章编号：1009-2374（2015）35-0115-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.35.057

变压器作为电力系统运行的重要组成部分，其是否能够正常运行直接关系到电力系统稳定运行与否。所以变压器的故障处理以及异常现象问题研究对整个电力系统的稳定运行至关重要。因此，开展电力系统中的变压器异常故障研究和分析，探讨具体故障处理措施，对改善电力系统的安全稳定运行情况具有十分重要的意义。本文采用通过常规的变压器异常现象分析，然后采用具体实例分析在变压器运行过程中的故障问题以及处理措施，为相关研究者提供必要参考意见。

1 变压器故障成因分析

变压器的结构相对较为简单，主要包含了铁芯、散热器、温度计等，一旦发生变压器故障很可能引发电弧放电现象，造成电器燃烧、电力系统短路等问题，所以对变压器的故障成因分析对故障检测、故障处理等具有十分重要的作用，主要从下面六点进行变压器故障成因分析：

1.1 生锈原因

变压器的线路干扰可以说是一种常见的异常现象，其异常现象主要表现为线路故障、电压峰值变化等。线路故障作为变压器运行过程中发生频率最高的故障之一，必须在日常处理的时候引起足够的重视，生锈原因是造成线路故障的主要原因，在进行线路检查的时候必须加强这方面的检查。一旦变压器元件生锈，电力运输很可能出现电路故障。

1.2 雷击原因

变压器在运行过程中遭受到雷击很容易发生保护失效，同时极易发生安全事故。目前虽然遭受的雷击很少，这也得力于在变压器上装置避雷器的结果。

1.3 绝缘老化原因

绝缘老化作为变压器运行过程中出现异常现象以及故障的重要原因，绝缘老化故障的发生几率相对较高。变压器的一般使用寿命为40年，这期间很容易出现绝缘老化，一旦变压器发生绝缘老化，则会急速缩短使用年限，降低实际使用寿命。

1.4 变压器质量原因

变压器的质量和制造工艺是变压器安全稳定运行的重要保障，高质量的变压器故障很少，而且很少会出现焊接不良，极少出现线头松动或者箱内出现残留异物等问题。对一些质量和制造工艺造成变压器故障运行异常的几率较小，但是在实际运行中也应考虑到这一点。

1.5 变压器超长负荷作业原因

变压器工作过程中往往存在着超负荷作业问题，变压器作业承受负荷过载，管理人员在工作中往往出现只要线路稳定传输，电力传输系统正常运行就没有必要引起注意。因此这种比较容易忽略的问题造成了变压器大部分经常承受超负荷作业，并且还会使得整个线路高温引起绝缘老化。

1.6 设备保护以及维护力度不足

变压器投入使用之后必须加强维护，因为在高负荷运行状态下变压器极易出现安全隐患，很可能出现腐蚀问题或者其他因素的故障报错问题。那么在进行设备维护的时候，必须进行日常检修，做好检修日志，方便故障出现之后维修人员进行故障预判。另外变压器若在运行的时候出现故障，那么就必须判断是否出现了铁芯故障或者绕组故障，检查的时候应该对吊芯进行全面检查。

2 变压器运行的异常现象

2.1 变压器内部油温升高超出许可范围

220kV变压器的绝缘耐热等级相对较高，一般来说220kV变压器线圈绝缘部分能够达到极限温度105℃。通常变压器运行的时候，为了进一步保障绝缘体正常条件下不会过早劣化或者变坏，尽量将温度控制在85℃左右。正常条件下会出现油温不断上升，能够判定变压器内部可能产生了故障。产生这种变压器内部油温升高主要可能是绕组匝间或者层间出现短路，还可能由于在穿芯螺杆绝缘损坏和硅钢片短路造成硅钢片短路或者硅钢片间绝缘损坏。

2.2 变压器内部声音异常现象

变压器内部的声音均是非常均匀的，若声音出现不均匀或者声音变大，那么这些都属于变压器的不正常现象。工作的时候，声音比较大而且非常嘈杂，很大一部分原因都是铁芯造成的。变压器内部还会出现“吱吱”的声音，主要是由于变压器内部线圈局部的放电现象。若出现这些现象应该及时停止变压器工作，检查铁芯是否完好，检查带电部位对地面距离高度是否符合相应标准。变压器中若出现不均匀的爆裂声音，则可能是变压器内部绝缘部分发生了击穿现象。此时应该立刻停止运行，若变压器发出了均匀的“哇哇”声，很可能是由于电网产生过电压，如中性点造成了不接地电网出现单相接地或者铁磁共振。另外也可能由于变压器过负荷造成，需要根据实际情况来判定电网工作情况和运行方式，若减少变压器负荷问题或者变压器损坏问题能够确保其安全稳定运行。

2.3 变压器向外渗油异常现象

变压器向外渗油属于一种非常常见的故障，其原因可能由于胶垫接线桩头、胶垫不密封且无弹性、高压套管基座流出线桩头。另外，变压器阀门系统还可能存在着垫阀胶材质安装不良、放油阀精度不高、螺纹位置出现渗漏等问题。

2.4 变压器内部油温和油色异常

变压器出现故障的时候，往往都可能伴有急速的油温变化和油色变化，同样的运行状况下，若温度较之平常温度高10℃左右或者出现负载温度不断上升，那么则可以判断是变压器内部出现异常问题。变压器油色异常是通过色谱分析法来进行分析和研究，检查的时候需要开展变压器放油、吊罩检查。检查发现相线圈的钢压圈和压紧螺栓之间的陶瓷出现碎裂，可以发现此处有较为明显的放电痕迹。另外还可能出现的故障异常为：检查过程中出现钢压圈和铁芯之间连接紫铜片烧断；载调压分接开关和镀银接触头变黑，在接头处有明显的过热现象；线圈垫块出现部分位移或者脱落，在箱底部有脱落的绝缘垫。

3 变压器故障处理策略

3.1 变压器温度过高处理

变压器温度过高，一方面为绕组过热造成故障，另一方面由于引线故障造成了变压器短路或者局部过热。处理绕组过热故障时，利用双螺旋结构替换低压绕组结构然后达到对绕组保护作用。处理引线故障的时候，应该要分开开关和引线，并且确保引线衔接正确，从而有效避免因为接触不良而造成连接松动和发热。

3.2 变压器铁芯故障处理

变压器铁芯故障造成变压器内部声音异常，变压器的铁轮夹紧螺杆和铁芯柱的穿心螺杆绝缘损坏会造成变压器铁芯故障。当220kV变压器发生故障的时候，变压器的铁片和螺杆短路，使得铁片和螺杆之间产生环流热造成铁片之间的绝缘材料融化损坏，引起绝缘介质恶劣化。变压器运行过程中确定为铁芯故障，那么就必须对故障进行排除。另外还应加强工作过程中的故障检测，测量变压器绕组间的电流情况，若绕组间的直流电阻阻值差异较大，则说明绕组之间存在着故障。同时检测的时候还应加强对铁芯外观检测和测量，测量其绝缘电阻，若出现损毁严重则应及时更换铁芯。

3.3 绕组故障处理

变压器出现绕组接地、匝间短路、绕组接头短接故障以及绕组间断线均属于变压器的绕组故障。造成这种故障的原因很多，因此处理绕组故障的时候要根据电力系统运行实际状况而定。例如变压器在运行的时候杂物落入绕组里面，则会造成绕组温度升高，从而导致绕组绝缘部位温度升高或者出现老化。

3.4 变压器瓦斯故障处理

日常处理瓦斯事故主要有两种办法，针对瓦斯故障处理的时候，必须对故障原因进行分析，然后采取针对性措施给予处理：（1）瓦斯出现报警信号。若变压器瓦斯继电器进水或者部分内部元件出现松动则很容易出现保护回路故障，引起轻瓦斯保护出现报警信号。一旦出现故障报警信号，则必须在瓦斯继电器处采集气样，并且将其送往试验单位进行分析；（2）瓦斯保护动作故障处理。变压器内部出现严重故障，必然会造成变压器在短时间内分解出大量的气体。一旦变压器出现重瓦斯保护动作，立即停用该变压器，并对其故障问题进行检修。检查时，要对出现故障的变压器外壳进行检查，检查是否有外壳损坏，并对焊接处的裂纹情况进行评价。若对变压器进行详细检查，判断若不属于内部故障，那么就很可能属于外部短路故障或者跳闸引起，此时在进行检查的时候还应加强外部装置检查。

4 案例分析以及处理

某220kV变电站，#1主变采用差动保护装置，其本体重瓦斯出口跳#1主变三侧开关。#1主变保护测控屏上发：差动保护信号、本体重瓦斯、本体轻瓦斯、PT回路异常等信号。变压器经过检查之后，发现在本体瓦斯继电器内部有大量的可燃性气体，判断结果为主体内部故障引起。结合主变吊罩检查和油枕进行解体情况检查，检查事故主变油、气采样化验结果和电气试验结果，综合多方面的检查结果进行分析得出：在油枕侧面大盖密封圈的安装中存在着一定的质量问题，而且还可能存在着油枕密封不严密，出现向内部渗水问题，另外针对高压C相绕组匝间绝缘受潮而造成绕组匝间绝缘击8穿短路。维修过程中，将对#1主变油枕做出相应改动，并更换油枕的密封圈，然后将密封圈压实，避免密封圈出现封闭不到位的情况。改造时，由于某些原因造成对油枕不能够拆盖检查，若未及时发现事故则很容易导致事故，要及时进行故障检查和处理。

5 结语

变压器故障作为电力系统最为重要的故障，变压器是否能够稳定运行直接关系到整个电力系统的安全。针对变压器故障，维修人员在工作中要加强日常检查，并制定出相应故障处理对策，从而保障变压器安全稳定运行。

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（责任编辑：黄银芳）